Development of a wide-field magnetic domain imaging system for permanent magnets using high dynamic range synthesis technology

利用高动态范围合成技术开发永磁体宽场磁域成像系统

• 批准号: 21K04197
• 负责人: 竹澤 昌晃
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04197/
• 关键词: ハイダイナミックレンジ合成; 磁気イメージング; 磁気Kerr効果; 永久磁石; 磁区構造

本研究では、磁石試料を広い視野で磁区観察する際に課題となる「明るい結晶粒の白飛び」や「暗い結晶粒の黒つぶれ」を抑制するために、「複数カメラによる同期撮影とHDR画像処理による広視野で優れた磁区コントラストの得られる磁気イメージング装置の開発」を行った。この装置を用いて広い観察視野で磁石材料の磁区観察を行い、「その減磁過程と、他の観察手法で得た結晶組織等の関連を明らかにすることで、高耐熱磁石の設計指針（結晶組織・組成等）を導出する」ことを研究目的として、複数カメラの同期撮影とHDR画像処理による磁区観察システムを開発した。開発した装置波、HDR処理に必要な「明るさ（露光時間）の異なる複数の磁区像を動画として得る」ために、得られる磁区像を複数に分岐するダブルポートを組み込んだKerr効果顕微鏡である。バルク磁石材料の減磁過程における磁区構造変化を「数mmの広い視野」で観察するための、最適な実験条件（露光時間の組み合わせや磁界を変化させる速度）を導出した。その結果、磁気Kerr効果顕微鏡による観察視野全体で、Nd-Fe-B系焼結磁石の初磁化過程における磁区構造の変化を鮮明な磁区動画として得ることができた。さらに、このようにして構築した観察システムを用いて、様々な条件で作成したバルク磁石材料の減磁過程における磁区構造変化を、広い視野の全結晶粒に対して観察することで、試料全体でどの部分が何％減磁したか等の統計情報についても解析を行うことができた。

This study で は, magnet sample を hiroo い で view of magnetic 観 examine す る interstate に subject と な る "Ming る い crystals の Bai Fei び" や い "dark crystals の black つ ぶ れ" を inhibit す る た め に, "plural カ メ ラ に よ る over the same period of shadow と HDR portrait 処 Richard に よ る hiroo vision で optimal れ た magnetic コ ン ト ラ ス ト の have ら れ る magnetic 気 イ メ ー ジ ン グ device の 発 open Line を った. を こ の device with い て hiroo い 観 was made in the field of vision で の magnet material of magnetic 観 を line い, "そ の と magnetic reducing process, he の 観 examine methods で た crystal organization の masato even を Ming ら か に す る こ と で, high heat-resistant magnet の design pointer (crystal structure, composition, etc.) export を す る" こ と を research purpose と し て, plural カ メ ラ pinch of shadow と HDR portraits 処 の the same period The による magnetic zone 観 is observed at システムを to develop た. Open 発 し た device wave, HDR 処 に な necessary "Ming る さ, exposure time の different な る plural の magnetic area like を animation と し て る" た め に, ら れ る magnetic area like を plural に branching す る ダ ブ ル ポ ー ト を group み 込 ん だ Kerr unseen fruit 顕 micromirror で あ る. バ ル ク magnet material の magnetic reducing process に お け る magnetic structure - the を "several mm の hiroo vision い" で す was 観 る た め の, optimum な be 験 conditions (exposure time の み close わ せ や magnetic boundary を variations change さ せ る) speed を export し た. そ の results, magnetic 気 Kerr unseen fruit 顕 micromirror に よ る all で 観 was made in the field of vision, Nd - Fe - B 焼 knot magnet magnetization process early の に お け る の magnetic structure - the bright を な magnetic animation と し て must る こ と が で き た. さ ら に, こ の よ う に し て build し た 観 examine シ ス テ ム を with い て, others 々 で な conditions made し た バ ル ク magnet material の magnetic reducing process に お け る magnetic structure - を, hiroo い vision の whole grain に し seaborne て 観 examine す る こ と で, try all the で ど の part が what % reduction magnetic し た か の statistical information such as に つ い て も parsing line を う こ と が で き た .

项目成果

Nd-Fe-B 系焼結磁石の加熱・加圧の複合効果による磁区構造変化

Nd-Fe-B 烧结磁体加热和加压的综合作用导致磁畴结构发生变化

• 发表时间: 2021
• 作者: 田村紘大;江口徳彦;森本祐治;竹澤昌晃;松本紀久
• 通讯作者: 松本紀久

Nd添加したSm2Co17系磁石の磁区観察

掺Nd Sm2Co17磁体的磁畴观察

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上健次;竹澤昌晃;町田浩明;藤原照彦
• 通讯作者: 藤原照彦

Magnetic domain structure and magnetic properties of soft magnetic materials

软磁材料的磁畴结构与磁性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 米山暁;崔希燮;井上真澄;須藤裕司;M. Takezawa
• 通讯作者: M. Takezawa

Mn添加したSm 2 Co 17 系磁石の磁区観察

添加Mn的Sm 2 Co 17 磁体的磁畴观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 健次;竹澤 昌晃;町田 浩明;藤原 照彦
• 通讯作者: 藤原 照彦

磁気Kerr効果顕微鏡を用いたソフト磁性材料の磁区観察技術

利用磁克尔效应显微镜的软磁材料磁域观察技术

• 发表时间: 2022
• 作者: 新浜貴翔;岩城昴琉;坂本雅弥;黒木太司;竹澤 昌晃
• 通讯作者: 竹澤 昌晃